CN206657100U - 特高频局部放电监测装置的现场检验系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种特高频局部放电监测装置的现场检验系统，涉及电力设备状态监测与故障诊断技术领域，针对行业内缺少能够现场校验监测装置的检测系统，不能及时发现局部放电监测装置在工程应用中存在的性能问题，采用包括脉冲信号发生器、信号发射部件、同步输入单元、同步输出单元、测控主机以及电源模块等构成的能够准确、有效检测现场监测装置的技术方案，摆脱了监测装置固定安装在变电站现场后无法送检的困境，可发现监测灵敏度下降、线性度漂移等问题，有助于提高设备品控质量、健康水平和使用效率，实现风险、效能和成本的综合最优。

Description

特高频局部放电监测装置的现场检验系统

技术领域

本实用新型涉及电力设备状态监测与故障诊断技术领域，特别涉及一种特高频局部放电监测装置的现场检验系统。

背景技术

局部放电是反映高压电气设备绝缘性能的重要特征参数之一，它是高压设备绝缘劣化的征兆和表现形式，又是绝缘进一步劣化的原因，所以监测高压电气设备局部放电能够发现其内部早期的绝缘缺陷，并通过及时的故障诊断与状态评价，以采取具体处理措施，避免其发展。

随着电力企业在研究、应用设备状态监测评价技术方面的日益深入，特高频局部放电监测装置已广泛应用在高压电气设备，尤其是针对气体绝缘金属全封闭组合电器(GasInsulated Switchgear，GIS)而言，特高频局部放电监测装置已然成为主流的监测技术。特高频局部放电监测装置由监测传感器、中央处理装置和分析显示装置组成，通过若干只安装在GIS盆式绝缘子法兰上的监测传感器采集放电电磁波信号，经高通滤波、放大与检波电路并对信号进行分析后，再经电光转换成光信号，通过光纤输往控制室的分析信号装置。监测传感器是局部放电监测装置的关键之一，它通过安装在GIS盆式绝缘子法兰处采集GIS内部的局部放电电磁波信号。但是在具体工程设计和现场应用过程中，由于缺少相关技术规范、各系列装置的技术标准不统一、各厂商产品质量参差不齐、电子元件老化、运行维护不足、监测传感器安装位置不合理等一系列原因，而导致监测装置工程应用效果不佳，甚至出现误报警、漏报警的现象。目前，行业内缺少能够现场校验监测装置检测频率、灵敏度、线性度、脉冲计数、动态范围、诊断识别等技术指标的系统，不能及时发现局部放电监测装置在工程应用中存在的性能问题，并影响准确监测、预警GIS等高压电气设备的绝缘状态，甚至酿成电力安全生产事件。

实用新型内容

本实用新型提供一种特高频局部放电监测装置的现场检验系统，用以解决行业内缺少能够现场校验监测装置检测频率、灵敏度、线性度、脉冲计数、动态范围、诊断识别等技术指标的系统，不能及时发现局部放电监测装置在工程应用中存在的性能问题，并影响准确监测、预警GIS等高压电气设备的绝缘状态，甚至酿成电力安全生产事件的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种特高频局部放电监测装置的现场检验系统，包括脉冲信号发生器、信号发射部件、同步输入单元、同步输出单元、测控主机以及电源模块，所述脉冲信号发生器第一接口与所述同步输入单元连接，所述脉冲信号发生器第二接口与所述信号发射部件连接，所述脉冲信号发生器第三接口与所述同步输出单元连接，所述脉冲信号发生器第四接口与所述测控主机连接，所述脉冲信号发生器电源端与所述电源模块连接。

优选地，所述信号发射部件包括信号发射天线、局部放电监测装置的内置局部放电传感器或局部放电监测装置的外置局部放电传感器。

优选地，所述同步输出单元的输出端与被检验的局部放电监测装置主机连接。

优选地，所述脉冲信号发生器采用通用型电脉冲信号发生器，所述脉冲信号发生器输出脉冲信号波形为单脉冲和仿真脉冲，发射频率范围是300MHz至3000MHz，上升沿宽度范围是在20%至80%的300ps以内，半波时间范围是4ns至100ns，且脉冲信号可调。

优选地，所述信号发射天线采用短单极探针，所述信号发射天线脉冲信号发射频率范围是300MHz至3000MHz，上升沿宽度范围是在20％至80％的300 ps以内；

所述信号发射天线安装在被测设备的盆式绝缘子法兰浇注口，能能够向被测设备内部发射脉冲信号。

优选地，所述同步输入单元采用具有整流、滤波、逆变功能的变频器电力电子器件，所述同步输入单元输入电压范围是交流0至380V，输入频率范围是30至300Hz；

所述同步输出单元采用具有整流、滤波、逆变功能的变频器电力电子器件，所述同步输出单元输出波形为正弦波，输出频率范围是30 Hz至300Hz；

所述测控主机为普通PC机，主机的操作系统是视窗7，内存为6GB。

优选地，所述电源模块采用的24V电池组。

优选地，所述脉冲信号发生器第一接口通过双芯金属插座和电缆与所述同步输入单元连接；

所述脉冲信号发生器第二接口通过压接式SMA射频接口和射频电缆与所述信号发射部件连接；

所述脉冲信号发生器第三接口通过双芯金属插座和电缆与所述同步输出单元连接；

所述脉冲信号发生器第四接口通过FTP屏蔽型双绞线与所述测控主机连接。

优选地，所述同步输出单元的输出端双芯金属插座和电缆与所述被检验的局部放电监测装置主机连接。

本实用新型摆脱了监测装置固定安装在变电站现场后无法送检的困境，可发现监测灵敏度下降、线性度漂移等问题，有助于提高设备品控质量、健康水平和使用效率，实现风险、效能和成本的综合最优。

附图说明

图1是本实用新型的系统结构示意图；

图2是本实用新型的现场检验安装位置示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1是本实用新型的系统结构示意图，如图1所示，一种特高频局部放电监测装置的现场检验系统，包括脉冲信号发生器，信号发射天线，同步输入单元，同步输出单元，测控主机，电源模块。脉冲信号发生器通过压接式SMA射频接口和射频电缆连接信号发射天线或局部放电监测装置的内/外置式传感器，并发送标准脉冲信号、随机脉冲信号和尖端放电等模拟脉冲信号；信号发射天线通过GIS设备的盆式绝缘子法兰浇注口而向GIS设备内部发射脉冲信号；同步输入单元通过双芯金属插座和电缆连接信号发生器，并传输用于匹配校验系统所发射脉冲信号的外同步相位特征信号。同步输出单元通过双芯金属插座和电缆连接被检验的局部放电监测装置主机，并传输用以模拟校验所需的外同步、无线同步和虚拟同步相位特征信号。测控主机通过FTP屏蔽型双绞线连接信号发生器，并发送启动、停止、参数设置等控制指令，接收脉冲输出类型、次数、时间的过程信号，显示脉冲计数、模式识别、灵敏性、线性、重复性等检验结果，电源模块负责向检验系统供电。

脉冲信号发生器属于宽频谱分布的脉冲信号发生器，可以发送标准、随机、尖端放电、悬浮放电、气隙放电、颗粒放电等仿真脉冲信号，并用以比对检验局部放电监测装置的放电次数、幅值、相位的检验能力和放电模式识别能力，所发送的脉冲信号可根据检验需要调整，输出脉冲信号波形分为单脉冲（标准脉冲、随机脉冲）和仿真脉冲（尖端放电、悬浮放电、气隙放电、颗粒放电等），脉冲信号的频率范围是300MHz至3000MHz，脉冲信号的幅值范围是0 V至110V，脉冲信号的相位范围是0°至360°，脉冲次数可以是单个或连续多个，脉冲信号的上升沿宽度范围是在20%至80%的300ps以内，两次脉冲信号之间的时间间隔可调，脉冲信号的半波时间范围是4 ns至100ns，脉冲输出信号的不稳定度在1%以内。

工作时，如图2所示，在220kV同心变电站安装一套GIS设备局部放电监测装置，需要在投运前检验其灵敏性、线性、重复性、脉冲计数及放电模式识别等性能是否达到工程设计的指标和满足现场应用的要求。因此，监测预警中心将一种基于数据分析的局部放电监测装置现场检验系统安装、应用于该变电站的GIS设备附近，通过比对分析在测控主机、局部放电监测装置主机上显示的检测结果是否一致，检验监测装置的性能。实际品控工作中，可根据监测装置传感器的数量和现场环境选择具体安装数量、位置，但与GIS设备本体的距离不宜过远。具体以检验其中220kV陆同Ⅱ线间隔的某一C相监测传感器（图2中的#1位置）为例说明如下：

现场组装、连接脉冲信号发生器1，信号发射天线2，同步输入模块3，同步输出模块4，测控主机5，电源模块6；并将信号发射天线2安装在该监测传感器最近的盆式绝缘子法兰浇注口处（图2中的#2位置），并向GIS设备内部发射脉冲信号。

脉冲信号发生器所发射的脉冲信号可在测控主机显示，并可通过信号发射天线注入GIS设备，被局部放电监测装置探测和显示，或通过同步输出单元注入局部放电监测装置后，并监测装置主机显示，通过比对分析在测控主机、局部放电监测装置主机上的显示结果是否一致，检验、判断监测装置的灵敏性、线性、重复性、脉冲计数、模式识别等功能是否达到工程设计的指标和满足现场应用的要求。其中，以监测装置可靠检测最低幅值的脉冲信号作为检验其灵敏度的判断依据，以监测装置分别检测不同幅值（不少于4个）的脉冲信号作为检验其线性的判断依据，以监测装置连续检测同一幅值（时间间隔不少于1小时）的脉冲信号作为检验其重复性的判断依据，判断时可以采用人工图形对比的方式，也可以采用辅助软件实现。以上所涉及的测控主机和局部放电监测装置主机系统以及应用软件均采用现有的配套软件实现。

本实用新型摆脱了监测装置固定安装在变电站现场后无法送检的困境，可发现监测灵敏度下降、线性度漂移等问题，有助于提高设备品控质量、健康水平和使用效率，实现风险、效能和成本的综合最优。

Claims (9)

1.一种特高频局部放电监测装置的现场检验系统，其特征在于：

包括脉冲信号发生器、信号发射部件、同步输入单元、同步输出单元、测控主机以及电源模块，所述脉冲信号发生器第一接口与所述同步输入单元连接，所述脉冲信号发生器第二接口与所述信号发射部件连接，所述脉冲信号发生器第三接口与所述同步输出单元连接，所述脉冲信号发生器第四接口与所述测控主机连接，所述脉冲信号发生器电源端与所述电源模块连接。

2.根据权利要求1所述的现场检验系统，其特征在于：

所述信号发射部件包括信号发射天线、局部放电监测装置的内置局部放电传感器或局部放电监测装置的外置局部放电传感器。

3.根据权利要求1所述的现场检验系统，其特征在于：

所述同步输出单元的输出端与被检验的局部放电监测装置主机连接。

4.根据权利要求1所述的现场检验系统，其特征在于：

所述脉冲信号发生器采用通用型电脉冲信号发生器，所述脉冲信号发生器输出脉冲信号波形为单脉冲和仿真脉冲，发射频率范围是300MHz至3000MHz，上升沿宽度范围是在20%至80%的300ps以内，半波时间范围是4ns至100ns，且脉冲信号可调。

5.根据权利要求2所述的现场检验系统，其特征在于：

所述信号发射天线采用短单极探针，所述信号发射天线脉冲信号发射频率范围是300MHz至3000MHz，上升沿宽度范围是在20％至80％的300 ps以内；

所述信号发射天线安装在被测设备的盆式绝缘子法兰浇注口，能够向被测设备内部发射脉冲信号。

6.根据权利要求1所述的现场检验系统，其特征在于：

所述同步输入单元采用具有整流、滤波、逆变功能的变频器电力电子器件，所述同步输入单元输入电压范围是交流0至380V，输入频率范围是30至300Hz；

所述同步输出单元采用具有整流、滤波、逆变功能的变频器电力电子器件，所述同步输出单元输出波形为正弦波，输出频率范围是30 Hz至300Hz；

所述测控主机为普通PC机，主机的操作系统是视窗7，内存为6GB。

7.根据权利要求1所述的现场检验系统，其特征在于：

所述电源模块采用的24V电池组。

8.根据权利要求1所述的现场检验系统，其特征在于：

所述脉冲信号发生器第一接口通过双芯金属插座和电缆与所述同步输入单元连接；

所述脉冲信号发生器第二接口通过压接式SMA射频接口和射频电缆与所述信号发射部件连接；

所述脉冲信号发生器第三接口通过双芯金属插座和电缆与所述同步输出单元连接；

所述脉冲信号发生器第四接口通过FTP屏蔽型双绞线与所述测控主机连接。

9.根据权利要求3所述的现场检验系统，其特征在于：

所述同步输出单元的输出端双芯金属插座和电缆与所述被检验的局部放电监测装置主机连接。